水文模型系统在峨嵋河流域洪水模拟中的应用

研究目的是采用水文模型系统(HMS)模拟峨嵋河流域暴雨水文过程,并为长江上游地区气候和水文响应研究提供可靠的信息。HMS是一种分布式水文模型可用于研究各种气候因子和地表覆盖变化而引起的水文过程响应,该系统(HMS)利用气象、土壤类型、土地利用和地表覆盖、数字高程(DEM)和降雨径流等资料,研究气候、陆面、地表水和地下水的相互作用机理。在本次研究中,采用SCS Curve Number(CN)和Green-Ampt(GA)方法来计算径流过程,用GIS来数字化DEM、土壤、土地利用和陆地覆盖数据。通过用不同时间间隔的降雨和不同计算方法的水力参数模拟水文过程,来检验降雨的时间尺度效应和水力参数的空间变异性对水文过程的影响。结果表明,HMS对峨嵋河流域暴雨洪水的模拟及预测具有较好的适用性。     

信息熵在新安江模型和NAM模型比较中的应用

选取资水流域新宁水文站以上集水面积为研究区域,基于空间分辨率为30s的数字高程模型数据构建数字流域水系,运用新安江模型和NAM模型分别对新宁站的日径流过程进行模拟。采用确定性系数和信息熵对两个模型的模拟结果进行比较分析。在信息熵计算过程中,以实测流量为标准序列,计算两种日模型模拟结果与实测序列残差,然后进行归一化,计算潜在信息测度和信息熵相对测度。信息熵越大表明流量计算序列与实测序列过程线在垂向上相似性强,但这并不代表确定性系数大、径流深相对误差小。     

基于双源蒸散和混合产流的分布式水文模型构建及应用--以辽河老哈河流域为例

以北方半干旱地区的辽河老哈河流域为研究对象,采用网格离散化方法进行水文模拟单元划分,利用具有物理基础的双源蒸散发能力估算模型,计算每个栅格单元的截留蒸发、植被蒸腾能力和土壤蒸发能力,并取代蒸发皿资料作为混合产流模型的蒸散发能力输入,从而构建摹于双源蒸散与混合产流的分布式水文模型,并对老哈河流域1970-1979年的日径...     

中国自然区划研究进展与展望

区划通过构建科学的指标体系,应用先进的技术方法研究区域单元的分异组合和划分合并,以得到地表现象的同质性空间单元,揭示现象或要素在区域内的相似性与区域间的差异性,可为国土规划、资源开发、产业布局、生态文明建设和可持续发展等领域提供参考。该文梳理了国内外自然区划研究进展和各时期特点,根据中国自然区划的理论方法和相关研究成果,总结区划的目标、类别、基本原则、整体思路等内容,并归纳近年来我国综合区划、部门区划的方法体系,以及综合区划、生态区划、气候区划、水文区划、灾害区划等具有代表性的中国自然区划方案。最后,总结了我国现有自然区划研究的特征,并结合当前国家需求分析了区划研究潜在的发展趋势。     

叙利亚沙漠(Badia盆地)的雨水收获技术

叙利亚阿拉伯共和国地处地中海东岸,北炜32-37.5,东经35.5-42,属于干旱、半干旱地区,是水资源最缺乏的国家之冬季时短多雨,夏季时长干旱.沿海与内陆降雨分布差别很大.按降雨量分,叙利亚可以分为5个农业区.第五个区(Badia盆地）面积占全国的55%,年降雨约150mm,在五个区中最小,被称为叙利亚沙漠.该地区以平原为主,另有一些山脉,土壤特性为含砂粘性土,长年少雨,夏季多风,蒸发率大,相对湿度随着温度的变化而变化.叙利亚沙漠地区的环境适合草地生长,正因为如此, 这里一直是主要的畜牧场所.为了解决该地区雨水不足的问题,政府兴建了很多重大基础工程来改善这里的植被状况.通过雨水收集工程来解决某些地区的饮用水,牲畜用水和灌溉用水.在不同区域建立了 37 座不同规模的大坝、50座小型水库和在平原谷地、梯田地区修建7个拦水坝,还挖掘了很多水井来储存冬季径流,因地制宜种植植物.所有这些工程都是为了最大限度的利用该地区的降水来发展植被、畜牧业和保证沙漠里牧民生活的基本稳定.这篇论文研究了叙利亚沙漠的多种要素(自然因素,气候因素,植被,牲畜,居民……）,以及该地区水资源管理方法鹤和关于雨水收集的技术、条件、方法选择及管理等.     

大尺度水文模型TOPX构建及其与区域环境系统集成模式RIEMS的耦合

基于改进型SIMTOP参数化径流方案和新安江模型的三层土壤水量平衡计算方法,本文构建了一个输入数据和率定参数较少、同时具有地形指数尺度转换机制、较好描述二维水文过程的简单高效的大尺度水文模型TOPX,并将其与区域环境系统集成模式RIEMS紧密耦合,以增强区域气候模式对大尺度流域径流量的定量数值模拟能力．TOPX模型在酉水河流域和泾河流域的离线测试表明：该模型对小尺度流域的径流量模拟精度较高,能够较好地描述流域水文变化过程;同时,该模型在大尺度上具有较强的分布式模拟能力,能够捕捉陆面水文过程的主要特征和时空演变特点．TOPX与RIEMS的耦合模式在泾河流域进行了在线测试,借助TOPX模型中的地形指数降尺度转换和水文过程产汇流机制,耦合模式实现了利用区域气候模式模拟的气象资料来驱动水文模型进行大尺度流域日径流量的模拟．进一步分析还表明：区域气候模式RIEMS模拟的降水时空分布数据的精度是影响耦合模式对径流量模拟效果的关键因素．     

关于陆地水循环演变及其在全球变化中的作用研究设想

围绕中国在全球变化及应对领域多学科交叉研究能力提升和维护国家利益两大重大实践需求,本研究将以全球变化背景下大气-陆面-水文过程演变为主线,融合气象与气候学、水文及水资源学、系统工程学等多学科理论与技术,采用高密度原型观测、多尺度机理实验、数值模拟与仿真、地理信息技术等多方法相结合的途径,发挥云平台的存储、计算和管理等功能与优势,按照“机理识别-规律揭示-形势诊断”的总体思路开展陆地水循环演变及其在全球变化中的作用研究,将发布过去60年全球陆地广义水资源及水循环通量与干旱事件、1级至4级河流径流性水资源与洪涝事件的成果数据;将为中国参与全球气候谈判、国际气候治理和“一带一路”等国家战略的实施提供直接支撑,潜在的经济社会效益显著。     

西辽河的老哈河流域土地利用遥感动态监测

本文利用Landsat TM和ETM+遥感影像,基于知识规则的遥感分类及分类后处理方法对20世纪80、90年代末的半干旱的老哈河流域土地利用变化进行动态监测,并用GIS方法对土地利用变化及其空间分布进行了定量分析。结果表明:在这十年间,由于气候条件的变化及人类活动的影响,老哈河流域土地利用发生显著变化,变化范围占流域总面积的33.64%,土地利用变化主要表现为农、林、牧用地之间的转换。其中水体、滩地、林地、草地和未利用土地减少,大量的沙地和裸土地被开发利用;城乡用地和旱地有所增多,水田大幅度增加,农业耕作方式发生巨大变化。本研究为研究北方干旱化形成机理的生态-水文耦合模型提供重要的下垫面输入条件,为以后土地利用格局的改变对蒸散发和径流过程的影响提供重要的分析前提。     

DEM空间分辨率对TOPMODEL径流模拟的影响研究

本文以褒河流域为例，引入信息熵的概念量化分析了DEM分辨率对地形特征（坡度、单宽上坡集水面积和地形指数）计算的影响，发现随着DEM分辨率的降低，计算得到的坡度值偏小，单宽上坡集水面积值偏大．从而导致地形指数计算值偏大。在此基础上，再基于不同分辨率的DEM数据得到的地形指数分布，采用TOPMODEL对褒河流域的9场次洪进行模拟，结果表明DEM分辨率降低会使得洪峰流量和径流深增大，确定性系数降低，模型的模拟精度变低．但其对峰现时差的影响不明显。     

基于随机森林的西辽河流域CCI土壤湿度降尺度研究

土壤湿度是气候系统中的关键因子,对农业管理、水资源管理和生态系统监测与评估等具有重要应用价值。遥感土壤湿度产品虽能提供大尺度范围的土壤湿度分布,但受限于较低的空间分辨率,难以满足实际应用的要求,对遥感土壤湿度产品的降尺度研究成为当前的热点之一。本文以0.25°分辨率的欧空局ESA CCI日土壤湿度为主要数据源,结合1 km分辨率的MODIS下垫面数据、地形数据、气象数据等环境因子,构建随机森林降尺度模型,对我国西辽河流域2013—2020年CCI日土壤湿度产品进行降尺度,得到1 km分辨率的土壤湿度时空分布数据。研究发现：(1)环境因子重要性分析表明,相对湿度和白天地表温度是影响土壤湿度变化最重要的2个因素,地形与位置因子的影响次之;(2)利用研究区内22个站点的实测数据序列对随机森林降尺度模型性能进行验证,结果表明考虑多种环境因子（地表、地形和气象）的降尺度结果比仅考虑地表参数的降尺度结果的精度要高,每个站点的RMSE都在0.048 8 m3/m3以下,平均相关系数为0.497 3,BIAS绝对值在0.003 0～0.033 3 m3/m3,降尺度后的土壤湿度与原始CCI遥感土壤湿度...